美正在研制用身体热量给心脏起搏器充电的装置379

植入病人体内的心脏起搏器的电池能量耗尽时，就需要通过手术更换电池。美国一家公司正在研制一种利用身体热量发电的装置，希望用它来给心脏起搏器的电池充电，延长电池的寿命。

据最新一期英国《新科学家》杂志报道，目前的心脏起搏器电池可支撑10年左右，美国纽约州的Biophan公司计划研制能够使电池持续工作30年的充电装置。对一些能耗较小的植入设备，还可以用该装置取代电池，直接给设备供电。这可以减少因为更换电池而进行手术的次数，降低病人的压力和健康风险。

新装置称为“生物热电池”，是一块植有数千个微型热电发生器的芯片。它利用“热电偶效应”发电，即两种不同的材料连接起来构成一个闭合回路时，如果两个连接点的温度不一样，就能产生微小的电压。以前曾有人用几十个微型热电偶来制造温度传感器之类的小装置，但尝试将几千个热电偶集中在一个装置里，这还是第一次。

生物热发电装置运作时需要2摄氏度以上的温差，人体内许多地方例如皮肤以下几毫米处的温差可达到5摄氏度，因此工作环境不成问题。新装置用碲化铋半导体制造，其中掺入了杂质，使得一端富有多余的电子，另一端则因为缺少电子而带正电，这样的制造方法使热电偶的发电能力比同等规模的金属装置更高。

每1摄氏度的温差可以使一个热电偶产生几微伏的电压，Biophan公司计划制造大小为2.5平方厘米的微芯片，能产生4伏的电压，功率为100微瓦。

2022-12-09

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